Анализ воздействия брассиностероидов на рост корней пшеницы с использованием феномных подходов

  • Владислав Юрьевич Бондаренко Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Анатолий Иосифович Соколик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Алексей Александрович Ветошкин Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Владимир Николаевич Жабинский ГНУ «Институт биоорганической химии НАН Беларуси», ул. Академика В. Ф. Купревича, 5, корп. 2, 220141, г. Минск, Республика Беларусь
  • Владимир Александрович Хрипач ГНУ «Институт биоорганической химии НАН Беларуси», ул. Академика В. Ф. Купревича, 5, корп. 2, 220141, г. Минск, Республика Беларусь
  • Вадим Викторович Демидчик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

Аннотация

Изучено воздействие значимых с точки зрения фундаментальной и прикладной биологии растений брассиностероидов (эпибрассинолид, гомобрассинолид и эпикастастерон) на ростовые процессы и архитектуру корней злаковых культур. В качестве объекта были использованы корни яровой пшеницы сорта Василиса белорусской селекции. Эксперименты проводились в оригинальной феномной установке, разработанной авторами и состоящей из прямоугольных стеклянных сосудов, в которые помещались пластиковые пластины с каналами 4 × 4 мм. Все испытанные брассиностероиды оказывали ингибирующее влияние на удлинение корней проростков пшеницы. Выявлено значительное различие дозовых зависимостей эффектов гомобрассинолида и эпикастастерона и внешнее сходство эффектов гомобрассинолида и эпикастастерона. Установлено, что отрицательный эффект ингибирования длины корней сопровождался увеличением их толщины, а также возрастанием длины корневых волосков вплоть до концентрации 10–10 –10–9 моль/л для всех испытанных брассиностероидов. Таким образом, развит и апробирован новый подход к анализу фенотипа корня, позволяющий быстро и точно измерять интегральные ростовые реакции и изменения корневой архитектуры. С использованием данного подхода выявлены закономерности изменения фенотипических показателей корней пшеницы при воздействии брассиностероидов.

Биографии авторов

Владислав Юрьевич Бондаренко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

студент биологического факультета. Научный руководитель – А. И. Соколик

Анатолий Иосифович Соколик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Алексей Александрович Ветошкин, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

студент биологического факультета. Научный руководитель – А. И. Соколик

Владимир Николаевич Жабинский, ГНУ «Институт биоорганической химии НАН Беларуси», ул. Академика В. Ф. Купревича, 5, корп. 2, 220141, г. Минск, Республика Беларусь

доктор химических наук, доцент; главный научный сотрудник лаборатории химии стероидов.

Владимир Александрович Хрипач, ГНУ «Институт биоорганической химии НАН Беларуси», ул. Академика В. Ф. Купревича, 5, корп. 2, 220141, г. Минск, Республика Беларусь

академик НАН Беларуси, доктор химических наук, профессор; заведующий лабораторией химии стероидов.

Вадим Викторович Демидчик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

доктор биологических наук, доцент; заведующий кафедрой клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета.

Литература

  1. Chinchilla D., Zipfel C., Robatzek S., et al. A flagellin-induced complex of the receptor FLS2 and BAK1 initiates plant defence. Nature. 2007. No. 448 (7152). P. 497–500. DOI: 10.1038/nature05999.
  2. Straltsova D., Chykun P., Subramaniam S., et al. Cation channels are involved in brassinosteroid signalling in higher plants. Steroids. 2015. Vol. 97, No. 5. P. 98–106.
  3. Khripach V. A., Zhabinskii V. N., Lakhvich F. A. Brassinosteroids. Minsk, 1993 (in Russ.).
  4. Pereira-Netto A. B. Brassinosteroids: Practical Applications in Agriculture and Human Health. New York, 2012. DOI: 10.2174/ 97816080529811120101.
  5. Dodd A. N., Kudla J., Sanders D. The Language of Calcium Signaling. Annual Review Plant Biol. 2010. Vol. 61. P. 593–620. DOI: 10.1146/annurev-arplant-070109-104628.
  6. Zullo M. A. T., Adam G. Brassinosteroid phytohormones – structure, bioactivity and applicatios. Brazilian J. Plant physiol. 2002. No. 14 (3). P. 143–181.
  7. Cheon J., Fujioka S., Dilkes B. P., et al. Brassinosteroids Regulate Plant Growth through Distinct Signaling Pathways in Selaginella and Arabidopsis. PLoS One. 2013. Vol. 8, issue 12. e81938. DOI: 10.1371/journal.pone.0081938.
  8. Prusakova L. D., Chizhova S. I., Khripach V. A. Resistance to lodging and yielding capacity of cereals under effect of brassinosteroids. Agricult. Biol. 1995. No. 1. P. 93 (in Russ.).
  9. Takematsu T., Ikekawa N., Shida A. Increasing the yield of cereals by means of brassinolide derivatives. US Patent. 1988. 4,767,442.
  10. Kim K. S., Sa J. G. Effects of plant growth regulator, brassinolide, on seedling growth in rice (Oryza sativa L.). Research Reports of Rural Development Administration (Suweon). 1989. Vol. 31 (1, Rice). P. 49–53.
  11. Singh J., Nakamura S., Ota Y. Effect of epibrassinolide on gram (Cicer arietinum) plants grown under water stress in juvenil stage. Indian J. Agricult. Sciences. 1993. Vol. 63. P. 395–397.
  12. Bajguz A., Hayat S. Effects of brassinosteroids on the plant responses to environmental stresses. Plant physiol. and Biochem. 2009. Vol. 47, No. 1. P. 1–8. DOI: 10.1016/j.plaphy.2008.10.002.
  13. Müssig C., Shin G.-H., Altmann T. Brassinosteroids Promote Root Growth in Arabidopsis. Plant Physiol. 2003. Vol. 133, No. 3. P. 1261–1271. DOI: 10.1104/pp.103.028662.
Опубликован
2017-12-03
Ключевые слова: брассиностероиды, рост и развитие корней, феномные подходы, пшеница
Как цитировать
Бондаренко, В. Ю., Соколик, А. И., Ветошкин, А. А., Жабинский, В. Н., Хрипач, В. А., & Демидчик, В. В. (2017). Анализ воздействия брассиностероидов на рост корней пшеницы с использованием феномных подходов. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 31-37. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/2425
Выпуск
№ 1 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).